專(zhuān)利名稱(chēng)：光束控制部件、發(fā)光裝置以及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使來(lái)自發(fā)光元件(例如LED)的光經(jīng)由光束控制部件射出的發(fā)光裝置、 使用該發(fā)光裝置從背面?zhèn)葘?duì)被照明部件(廣告板、液晶顯示板等)進(jìn)行照明的照明裝置以及構(gòu)成這些發(fā)光裝置和照明裝置的光束控制部件。
背景技術(shù)：
(現(xiàn)有技術(shù)1)圖1表示現(xiàn)有技術(shù)1涉及的照明裝置100。照明裝置100中，發(fā)光裝置101配置在廣告板等被照明部件(未圖示)的背面?zhèn)?，由自該發(fā)光裝置101射出的光從背面?zhèn)葘?duì)被照明部件進(jìn)行照明。發(fā)光裝置101中，來(lái)自發(fā)光元件(LED等)102的光經(jīng)由光束控制部件 103射出。并且，發(fā)光裝置101的光束控制部件103形成為使從發(fā)光元件102射出的光中的光軸La附近的光，在入射時(shí)被折射成向遠(yuǎn)離光軸La的方向擴(kuò)散，而該入射的光在射出時(shí)被折射成進(jìn)一步向遠(yuǎn)離光軸La的方向擴(kuò)散。另外，光束控制部件103被形成為從發(fā)光元件102射出的光中的、能夠作為照明光利用的臨界區(qū)域附近的光Q，在入射時(shí)被折射成向遠(yuǎn)離光軸La的方向擴(kuò)散，而該入射的光Q在射出時(shí)被折射成向接近光軸La的方向聚光(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。其中，光軸La是指，來(lái)自發(fā)光元件102的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向。(現(xiàn)有技術(shù)2)圖2表示現(xiàn)有技術(shù)2涉及的照明裝置110。與現(xiàn)有技術(shù)1同樣，照明裝置110中發(fā)光裝置111配置在廣告板等被照明部件(未圖示)的背面?zhèn)龋勺栽摪l(fā)光裝置111射出的光從背面?zhèn)葘?duì)被照明部件進(jìn)行照明。與現(xiàn)有技術(shù)1同樣，發(fā)光裝置111被形成為使來(lái)自發(fā)光元件(LED等)112的光經(jīng)由光束控制部件113射出。并且，光束控制部件113被形成為 從發(fā)光元件112射出的光在入射時(shí)不發(fā)生折射，而該入射的光在射出時(shí)被折射成向遠(yuǎn)離光軸La的方向擴(kuò)散(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-148332號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2009-152142號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
通常，在照明裝置的光束控制部件中，作為控制并射出來(lái)自發(fā)光元件的光的透鏡面的光控制出射面，需要避免在生產(chǎn)時(shí)以及組裝時(shí)被自動(dòng)設(shè)備等直接操作而受到損傷。因此，有時(shí)在光束控制部件的光控制出射區(qū)域的外側(cè)形成作為非光學(xué)部分的凸緣。現(xiàn)有技術(shù)2涉及的光束控制部件113中，由于自發(fā)光元件112射出的光在入射時(shí)不發(fā)生折射，因此，比現(xiàn)有技術(shù)1的光束控制部件103更容易形成凸緣。但是，現(xiàn)有技術(shù)2 涉及的光束控制部件113中，在自發(fā)光元件112射出的光中存在被凸緣導(dǎo)光而不能作為照明光利用的光，因此，光的利用效率降低。本發(fā)明的目的在于提供光束控制部件、具有該光束控制部件的發(fā)光裝置以及具有該發(fā)光裝置的照明裝置，所述光束控制部件不會(huì)發(fā)生在生產(chǎn)時(shí)以及組裝時(shí)的操作所引起的損傷對(duì)被照射面的照明品質(zhì)產(chǎn)生不利影響的情況，而且能夠提高光的利用效率，并且能夠防止在發(fā)光元件的正上方發(fā)生局部的明亮部。本發(fā)明的光束控制部件采用以下結(jié)構(gòu)，即其基準(zhǔn)光軸被配置成與發(fā)光元件的光軸位于同一軸上，該基準(zhǔn)光軸是所述光束控制部件的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向，該光軸是所述發(fā)光元件的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向，所述光束控制部件對(duì)從所述發(fā)光元件射出的光的行進(jìn)方向進(jìn)行控制，其包括入射面，入射來(lái)自所述發(fā)光元件的光，通過(guò)使與所述發(fā)光元件對(duì)置的背面凹入而形成以所述基準(zhǔn)光軸為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的非球面形狀；以及光控制出射面，形成在所述背面的相反一側(cè)，使從所述入射面入射的光射出；所述入射面以及所述光控制出射面被形成為當(dāng)從所述發(fā)光元件的發(fā)光中心相對(duì)于所述光軸以角度θ 1射出的光，從所述入射面入射并在所述光束控制部件內(nèi)傳輸時(shí)的光路與所述光軸所成的角度設(shè)為θ 2，從所述發(fā)光元件射出的光中到達(dá)所述光控制出射面的最外緣部的光的角度θ 1設(shè)為θ Imax時(shí)，在0 < θ 1彡θ Imax的范圍內(nèi)，隨著θ 1的增加，θ 1和θ 2的大小關(guān)系從θ 1 < θ 2逆轉(zhuǎn)為θ 1 > θ 2。本發(fā)明的發(fā)光裝置采用具備發(fā)光元件和所述光束控制部件的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的照明裝置采用具備上述發(fā)光裝置和被所述發(fā)光裝置射出的光照明的被照明部件的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的光束控制部件，只要形成凸緣，就不會(huì)發(fā)生在生產(chǎn)時(shí)以及組裝時(shí)的操作所引起的損傷對(duì)被照射面的照明品質(zhì)產(chǎn)生不利影響的情況。另外，本發(fā)明的光束控制部件即使形成了凸緣，也能夠?qū)V角度的入射光引導(dǎo)至光控制出射面，因此能夠高效率地將來(lái)自發(fā)光元件的光作為照明光利用。另外，本發(fā)明的光束控制部件能夠擴(kuò)大從光束控制部件的入射面入射的光不經(jīng)過(guò)的死角區(qū)域，因此，能夠在無(wú)助于光束控制的凸緣和支撐腳的形成位置，提高光束控制部件的設(shè)計(jì)自由度。另外，本發(fā)明的光束控制部件能夠使來(lái)自發(fā)光元件的出射光中的光軸附近的光擴(kuò)散，因此，在光束控制部件上配置被照射面而構(gòu)成照明裝置的情況下，能夠防止在發(fā)光元件正上方產(chǎn)生局部的明亮部的現(xiàn)象，從而能夠使被照射面的照明光具有高品位。


圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)1涉及的發(fā)光裝置的剖視圖。圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)2涉及的發(fā)光裝置的剖視圖。圖3是表示本實(shí)施方式涉及的發(fā)光裝置以及使用該發(fā)光裝置的照明裝置的剖視圖。圖4是表示構(gòu)成圖3的發(fā)光裝置的光束控制部件的第一實(shí)施方式的圖。
圖5是說(shuō)明第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件的使用狀態(tài)的圖。圖6是說(shuō)明第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件的入射面形狀的圖，是對(duì)應(yīng)于圖3 的剖視圖。圖7是表示第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件的入射角θ 1和出射角θ 3之間關(guān)系的圖。圖8是表示第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件的入射角θ 1和出射角θ 3的角度比(θ 3/ θ 1)與入射角θ 1之間關(guān)系的圖。圖9(a)是表示自第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件射出的光的光度(將最大的光度值設(shè)為1時(shí)的無(wú)量綱值(dimensionless value))和觀察角η之間關(guān)系的圖。圖9(b)是表示來(lái)自第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件的出射光的光度測(cè)量狀態(tài)的圖。圖10是將第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件(圖10 (a))、比較例1涉及的光束控制部件(圖10(b))以及比較例2涉及的光束控制部件(圖10(c))進(jìn)行比較說(shuō)明的圖。圖11是使用了第二實(shí)施方式涉及的光束控制部件的發(fā)光裝置以及具有該發(fā)光裝置的照明裝置的剖視圖。圖12是第二實(shí)施方式涉及的光束控制部件的示意圖。圖13是表示第二實(shí)施方式涉及的光束控制部件的入射角θ 1和出射角θ 3的角度比(θ 3/ θ 1)與入射角θ 1之間關(guān)系的圖。圖14是表示從第二實(shí)施方式涉及的光束控制部件射出的光的光度(其中，將最大的光度值設(shè)為ι時(shí)的無(wú)量綱值)和觀察角n之間關(guān)系的圖。圖15(a)是表示光束控制部件的安裝狀態(tài)的變形例1的圖。圖15(b)是表示光束控制部件的安裝狀態(tài)的變形例2的圖。附圖標(biāo)記1 照明裝置2 發(fā)光裝置3:被照明部件4 發(fā)光元件(例如，發(fā)光二極管)4a:發(fā)光面5 光束控制部件6:中心軸8:凸緣10 光控制出射面11 背面14 發(fā)光中心15 入射面19 最外緣
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明 本發(fā)明的實(shí)施方式。
(發(fā)光裝置以及照明裝置)圖3是表示本實(shí)施方式涉及的照明裝置1以及構(gòu)成該照明裝置1的發(fā)光裝置2的圖，是包含發(fā)光裝置2的基準(zhǔn)光軸LO的照明裝置1的局部剖視圖。如該圖3所示，照明裝置1中，在具有 透光性的被照明部件3(例如廣告板、液晶顯示板等)的背面?zhèn)扰渲冒l(fā)光裝置2，并利用自該發(fā)光裝置2射出的光從背面?zhèn)葘?duì)被照明部件3進(jìn)行照明。發(fā)光裝置2使來(lái)自發(fā)光元件4(例如，LED以及被封裝材料封裝的LED)的光經(jīng)由光束控制部件5射出。發(fā)光元件4和光束控制部件5是一對(duì)一對(duì)應(yīng)的。其中，基準(zhǔn)光軸LO是指，來(lái)自發(fā)光裝置2的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向。在本實(shí)施方式中，以發(fā)光元件4的光軸Ll (來(lái)自發(fā)光元件4的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向)和基準(zhǔn)光軸LO —致的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。因此，在以下說(shuō)明中，將基準(zhǔn)光軸LO改稱(chēng)為光軸Ll進(jìn)行說(shuō)明。(光束控制部件的第一實(shí)施方式)圖4至圖5是表示光束控制部件5的第一實(shí)施方式的圖。其中，圖4(a)為光束控制部件5的俯視圖，圖4(b)為沿圖4(a)中的Al-Al線剖切而表示的光束控制部件5的剖視圖，圖4(c)為光束控制部件5的后視圖，圖4(d)為光束控制部件5的側(cè)視圖。此外，圖 5是用于說(shuō)明光束控制部件5的使用狀態(tài)的圖。光束控制部件5例如由PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、EP (環(huán)氧樹(shù)脂)等透明樹(shù)脂材料或透明玻璃形成。該光束控制部件5形成為其俯視形狀呈圓形。光束控制部件5被配置在基板7上， 其中心軸6與俯視形狀的圖形中心一致，并且與光束控制部件5的光軸重合，且與發(fā)光元件 4的光軸Ll 一致。因此，在以下說(shuō)明中，酌情將光束控制部件5的中心軸6記載成光軸Ll 進(jìn)行說(shuō)明。在光束控制部件5上，形成有以中心軸6為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形狀的環(huán)狀的凸緣 8。另外，在光束控制部件5的凸緣8的直徑方向內(nèi)側(cè)且凸緣8的上方側(cè)，形成有以中心軸 6為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)形狀的光控制出射面10。另外，在光束控制部件5的、與發(fā)光元件4對(duì)置的背面11 一側(cè)，形成有凹部12。另外，在光束控制部件5的凸緣8的背面11，以等間隔形成多個(gè)圓棒狀的支撐腳13。光束控制部件5的支撐腳13，通過(guò)粘接等被固定在設(shè)置有發(fā)光元件4的基板7上。由此，光束控制部件5以發(fā)光元件4的發(fā)光中心14和光束控制部件 5的背面11的高度位置(基板7的法線方向上的高度位置)幾乎相同的方式被支撐在基板 7上。光束控制部件5的凹部12的內(nèi)表面是將來(lái)自發(fā)光元件4的光入射至光束控制部件5內(nèi)部的入射面15。入射面15被形成為以中心軸6為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的非球面形狀， 使自發(fā)光元件4射出的光中的光軸Ll附近的光，在入射時(shí)向遠(yuǎn)離光軸Ll的方向折射。此時(shí)，如圖5所示，將從發(fā)光中心14射出并到達(dá)入射面15的光和光軸Ll所成的角(入射角) 設(shè)為θ 1，將從入射面15入射到光束控制部件5內(nèi)部的光和平行于光軸Ll的直線16所成的角設(shè)為Θ2。入射面15使從發(fā)光元件4射出的光中的光軸Ll附近的光發(fā)生折射，使Θ1 < Θ2(參照?qǐng)D3)。另外，如圖5所示，將從入射面15入射到光束控制部件5內(nèi)的光到達(dá)光控制出射面10時(shí)的位置設(shè)為Ρχ，而將從該光控制出射面10上的Px射出的光的行進(jìn)方向和平行于光軸Ll的直線22所成的角設(shè)為θ 3。光束控制部件5的入射面15被形成為使從發(fā)光元件4射出的光中的光軸Ll附近以外的光在入射時(shí)向接近光軸Ll的方向折射。即，光束控制部件5的入射面15被形成為使從發(fā)光元件4射出的光中的光軸Ll附近以外的光在入射時(shí)被折射成Θ1> Θ2。這樣，在光軸Ll附近的區(qū)域和比該光軸Ll附近的區(qū)域大的區(qū)域，Θ1和Θ2的關(guān)系發(fā)生逆轉(zhuǎn)。 但是，在本實(shí)施方式中，考慮到光在被照射部件3(透明塑料板、玻璃板等具有透光性的板狀部件)的表面反射率以及自發(fā)光元件4射出的光的光度，入射面15被形成為使Θ1小于等于80°范圍內(nèi)的光以θ 3的最大值70°左右射出。如過(guò)θ 3值過(guò)大，容易在被照明部件 3的表面發(fā)生表面反射。在此，本實(shí)施方式中將光軸Ll附近設(shè)定成θ 1為0至17°的角度范圍。

如圖6所示，將從到達(dá)光控制出射面10的最外緣19的光Q入射光束控制部件5 時(shí)的入射點(diǎn)17至發(fā)光中心14的尺寸設(shè)為r。光束控制部件5的入射面15的形成為以下形狀當(dāng)將半徑為r的虛擬圓18移動(dòng)至與入射面15內(nèi)接的位置時(shí)，虛擬圓18的頂部和入射面15的最深部之間產(chǎn)生間隙Cl。并且，設(shè)定為對(duì)入射面15和背面11之間的交界部分進(jìn)行了 C倒角或R倒角處理時(shí)，入射面15不包含該交界部分。換句話說(shuō)，到達(dá)光控制出射面10的光向光束控制部件5入射的區(qū)域成為入射面15。另外，將連接入射點(diǎn)17和發(fā)光中心14的線段相對(duì)于光軸Ll的角度設(shè)為θ lmax，該入射點(diǎn)17是到達(dá)光控制出射面10的最外緣19的光Q向光束控制部件5入射的入射點(diǎn)。光束控制部件5的光控制出射面10包括在以光軸Ll為中心的規(guī)定范圍形成的第一出射面20和在該第一出射面20的周?chē)B續(xù)形成的第二出射面21。其中，如圖4(b)所示，第一出射面20具有向下凸的平緩的曲面形狀，并且形成為如切除球的一部分那樣的凹陷形狀。并且，如圖4(b)所示，第二出射面21具有從第一出射面20連續(xù)形成的向上凸的平緩的曲面形狀，并且，其俯視形狀形成為圍繞第一出射面20的大致中空?qǐng)A板形狀。并且， 這些第一出射面20與第二出射面21平緩地連接，該兩個(gè)出射面20、21的連接部分成為拐點(diǎn)。這樣的光控制出射面10將入射到光束控制部件5內(nèi)部的、來(lái)自發(fā)光元件4的光向遠(yuǎn)離光軸Ll的方向射出。并且，在該光束控制部件5中，將連接入射點(diǎn)17與最外緣19上的射出點(diǎn)之間的線段以光軸Ll為對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)而形成虛擬面，在比該虛擬面更靠近背面11的一側(cè)，形成經(jīng)由入射面15入射到光束控制部件5內(nèi)的光不能到達(dá)的死角區(qū)域。參照?qǐng)D7及圖8說(shuō)明這樣的光束控制部件的形狀與射出光特性的關(guān)系。圖7是表示θ 1與θ 3的關(guān)系的圖。如圖7所示，θ 3在從θ 1的最大值80°至僅減小規(guī)定角度S的角度θ 1Χ(80° -δ)的范圍(θ Ix彡θ 1彡80° )內(nèi)具有基本恒定的值。這意味著從光控制出射面10射出的光在Θ1Χ< Θ1<80°的范圍內(nèi)成為基本平行的光。而且，該θ 1與θ 3的關(guān)系在θ 1 < θ Ix的范圍內(nèi)成為θ 1 < θ 3。這意味著從光控制出射面10射出的光在Θ1< θ Ix的范圍內(nèi)比向光束控制部件5入射的光的入射角θ 1更擴(kuò)散地射出。還有，本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5以Θ1成60°地形成入射面15及光控制出射面10。而且，本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5在入射角Θ1為 θ Ix^ Θ1彡80°的角度范圍內(nèi)，以θ 3基本成為恒定的值(69° 士4° )地形成入射面 15及光控制出射面10。另外，從入射面15入射的光滿足Δ θ 3/Δ θ 1彡0而從光控制出射面10射出，所以從光束控制部件5到被照射部件3的光路不交叉、也不發(fā)生環(huán)帶狀的明亮部。圖8是表示本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5的θ 1與θ 3/ θ 1之間關(guān)系的圖。 如該圖8所示，θ 3/θ 1由向下凸的平緩的曲線表示為，θ 1增加時(shí)其逐漸減小。并且，在入射角Θ1為θ Ix彡Θ1彡80°的角度范圍內(nèi)的ea時(shí)，Θ3/Θ1為1。即，當(dāng)入射角Θ1 = θ a時(shí)，出射角θ 3與入射角θ 1相等(θ ι = θ 3)，且光在光控制出射面10不發(fā)生折射地射出。還有，本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5以ea成65°地形成入射面15及光控制出射面10。圖9(a)是表示本實(shí)施方式涉及的發(fā)光裝置2中的觀測(cè)角η與光度之間關(guān)系的圖。如圖9(b)所示，觀測(cè)角η是在距發(fā)光元件4規(guī)定距離R的位置設(shè)定半球狀的虛擬測(cè)量面23、并從 該虛擬測(cè)定面23上的一點(diǎn)看發(fā)光元件4的發(fā)光中心時(shí)的角度，即視線方向與光軸Ll所成的角。如圖9(a)所示，使用本實(shí)施方式的發(fā)光裝置2并在虛擬測(cè)量面23上的觀測(cè)點(diǎn)測(cè)量從光束控制部件5射出的照明光的光度的結(jié)果，在觀測(cè)角η為0° 士65°范圍內(nèi)的光度由向下凸的曲線表示，觀測(cè)角η為+65、-65°時(shí)光度最高。而且，在本實(shí)施方式中，位于觀測(cè)角Π為0的虛擬測(cè)量面23的光軸Ll上的觀測(cè)點(diǎn)的光度，在觀測(cè)角η為0° 士65° 的范圍內(nèi)最低。在此，圖9(a)的光度，是將觀測(cè)角η為65°時(shí)的光度設(shè)為1、且將觀測(cè)角 n為65°以外時(shí)的光度與觀測(cè)角η為65°時(shí)的光度進(jìn)行對(duì)比而表示的無(wú)量綱值。(與比較例1及2的對(duì)比)下面，將圖3及圖10(a)所示的本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5與圖10(b)所示的比較例1的光束控制部件5以及圖10(c)所示的比較例2的光束控制部件5進(jìn)行比較說(shuō)明。還有，圖10(a)至10(c)的光束控制部件5，除入射面15之外的形狀都相互相同。如圖3及圖10(a)所示，入射面15使從發(fā)光元件4射出的光中的、除光軸Ll附近的光之外的光以θ 1 > θ 2地折射為靠近光軸Ll而入射(在0 < θ 1彡θ Imax范圍內(nèi)， 隨著θ 1的增加，從θ 1 < θ 2逆轉(zhuǎn)為θ 1 > θ 2)，所以本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5 即使形成有凸緣8，也將廣角度(例如，θ 1 = 80° )的入射光導(dǎo)向光控制出射面10，從而能夠?qū)?lái)自發(fā)光元件4的光高效率地作為照明光而利用。對(duì)此，如圖10(b)所示，采用了以往技術(shù)1的入射面形狀的比較例1涉及的光束控制部件5，使來(lái)自發(fā)光元件4的廣度角(例如，θ 1 = 80° )的光通過(guò)入射面15成Θ1 < Θ2地(距光軸Ll更遠(yuǎn)的方向)被折射。其結(jié)果，如圖10(b)所示的光束控制部件5中， 由于來(lái)自發(fā)光元件4的廣角度(例如，θ 1 = 80° )的光通過(guò)入射面15折射之后被導(dǎo)光到凸緣8，所以不能夠?qū)?lái)自發(fā)光元件4的光高效率地作為照明光利用。 而且，如圖10 (c)所示，采用了以往技術(shù)2的入射面形狀的比較例2涉及的光束控制部件5中，由于來(lái)自發(fā)光元件4的廣度角(例如，Θ1=80° )的光不通過(guò)入射面15被折射而直接入射后被導(dǎo)光到凸緣8，所以不能夠?qū)?lái)自發(fā)光元件4的光高效率地作為照明光利用。(本實(shí)施方式的效果)如上所述，由于本實(shí)施方式的光束控制部件5即使形成有凸緣8也能夠?qū)?lái)自發(fā)光元件4的廣角度(例如，θ 1 = 80° )的光作為照明光而高效率地利用，因此，能夠照亮廣告板等被照明部件3。再者，本實(shí)施方式的光束控制部件5使作為照明光利用的光中的、最大入射角θ 1 附近的范圍(60° < Θ1<80° )內(nèi)的光從光控制出射面10成為平行光束而射出，能夠?qū)⒆畲笕肷浣铅?1附近的光不過(guò)于擴(kuò)散(θ Imax彡θ 3max)地射出，因此，能夠減少由被照明部件3反射的光(不能作為照明光直接利用的光)，從而可提高光的利用效率。再 者，由于本實(shí)施方式的光束控制部件5使入射光滿足Δ θ 3/Δ θ 1彡0地射出， 不會(huì)在被照明部件3的被照射面上產(chǎn)生環(huán)帶狀的明亮部。再者，由于本實(shí)施方式的光束控制部件5能夠在光控制出射面10的徑向外側(cè)形成凸緣8，所以在生產(chǎn)時(shí)以及與發(fā)光元件4等組裝時(shí)，在光控制出射面10的徑向外側(cè)突出的凸緣8容易被自動(dòng)設(shè)備操作，因此光控制出射面10不會(huì)被自動(dòng)設(shè)備損傷。由于使用這樣的本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5的發(fā)光裝置2及具備該發(fā)光裝置的照明裝置1，能夠?qū)?lái)自發(fā)光元件4的光高效率地利用于廣告板等被照明部件3的照明，可照亮廣告板等被照明部件3，因此能夠提高照明品質(zhì)。(光束控制部件的第二實(shí)施方式)圖11至圖12是表示光束控制部件5的第二實(shí)施方式的圖。其中，圖11是表示使用第二實(shí)施方式涉及的光束控制部件5的發(fā)光裝置2及具有該發(fā)光裝置2的照明裝置 1的剖視圖。并且，圖12(a)是表示光束控制部件5的俯視圖、圖12(b)是表示沿圖12(a) 的Α2-Α2線剖切表示的光束控制部件5的剖視圖、圖12(c)是光束控制部件5的后視圖、圖 12(d)是光束控制部件5的側(cè)視圖。還有，除了入射面15的形狀之外，本實(shí)施方式涉及的光束控制部件5的其它結(jié)構(gòu)與如圖3及圖4所示的光束控制部件5的第一實(shí)施方式相同，所以對(duì)于與光束控制部件5的第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的部分賦予了相同標(biāo)記，并省略與光束控制部件5的第一實(shí)施方式的說(shuō)明重復(fù)的說(shuō)明。本實(shí)施方式的光束控制部件5中，構(gòu)成入射面15形狀的凹部12的開(kāi)口邊緣的直徑D與凹部12的最大深度H之比(D/H)為2. 7，與此相比，第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件5的D/H為3. 4，所以，凹部12的開(kāi)口邊緣形成得比第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件5 的凹部12的開(kāi)口邊緣小。而且，本實(shí)施方式的光束控制部件5的入射面15使光軸Ll附近(θ 1在0 40° 角度范圍)以外的光靠近光軸Ll地被折射而入射。還有，如圖13所示，本實(shí)施方式的光束控制部件5中，以Θ1為71°時(shí)使θ 3/θ 1 成為1地形成入射面15及光控制出射面10。而且，本實(shí)施方式的光束控制部件5使作為照明光利用的光中的最大入射角θ 1附近的范圍(60° < θ 1 < 80° )的光從光控制出射面 10成為平行光束(71.5° 士 3.5°的角度范圍的光)而射出，從而能夠使最大入射角θ 1附近的光不過(guò)于擴(kuò)散地射出。再者，如果將圖8的表示θ 3/ θ 1與θ 1之間關(guān)系的線沿橫軸移動(dòng)，則與圖13中的表示θ 3/ θ 1與θ 1之間關(guān)系的線基本重疊。再者，如圖14所示，本實(shí)施方式的光束控制部件5以觀測(cè)角η為71°時(shí)能夠達(dá)到最高光度地形成入射面15及光控制出射面10。這樣的本實(shí)施方式的光束控制部件5能夠獲得與第一實(shí)施方式涉及的光束控制部件5相同的效果。還有，使用本實(shí)施方式的光束控制部件5的發(fā)光裝置2以及具備該發(fā)光裝置2的照明裝置1，能夠獲得與第一實(shí)施方式涉及的發(fā)光裝置及照明裝置相同的效果。(其它變形例)在上述各實(shí)施方式中說(shuō)明了以發(fā)光元件4的發(fā)光面4a與光束控制部件5的背面11相對(duì)于基板1為相同高 度的方式進(jìn)行組裝的情況。但是，本發(fā)明不限定于上述各實(shí)施方式，也可以如圖15(a)所示地將光束控制部件5的背面11配置在比發(fā)光元件4的發(fā)光面4a 高的位置。而且，還可以如圖15(b)所示，在光束控制部件5的凹部12內(nèi)配置發(fā)光面4a。還有，本發(fā)明還可以根據(jù)發(fā)光元件4的發(fā)光面的位置和凸緣8的厚度等，使作為照明光利用的光的入射角θ 1的最大值為80°以上，另外，也可以使作為照明光利用的光的入射角θ 1的最大值為80°以下。還有，在上述各實(shí)施方式中，以θ 3/ θ 1 = 1時(shí)θ 1的值(θ a)為65°和71°的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此。如果制作出的入射面15的形狀及光控制出射面10的形狀能夠獲得與光束控制部件5的第一實(shí)施方式的效果相同的效果，則θ a也可以是65°和71°以外的角度。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明涉及的發(fā)光裝置不僅能夠適用于從背面?zhèn)葘?duì)廣告板、液晶顯示板等被照明部件進(jìn)行照明的內(nèi)照式照明裝置中，還可以作為對(duì)天花板、地面、墻面等進(jìn)行照明的外照式照明裝置或?qū)б裏羰褂谩?br> 權(quán)利要求
1.一種光束控制部件，其基準(zhǔn)光軸被配置成與發(fā)光元件的光軸位于同一軸上，該基準(zhǔn)光軸是所述光束控制部件的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向，該光軸是所述發(fā)光元件的立體狀的出射光束的中心處的光的行進(jìn)方向，所述光束控制部件對(duì)從所述發(fā)光元件射出的光的行進(jìn)方向進(jìn)行控制，其包括入射面，入射來(lái)自所述發(fā)光元件的光，通過(guò)使與所述發(fā)光元件對(duì)置的背面凹入而形成以所述基準(zhǔn)光軸為中心的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的非球面形狀；以及光控制出射面，形成在所述背面的相反一側(cè)，使從所述入射面入射的光射出；所述入射面以及所述光控制出射面被形成為當(dāng)從所述發(fā)光元件的發(fā)光中心相對(duì)于所述光軸以角度θ 1射出的光，從所述入射面入射并在所述光束控制部件內(nèi)傳輸時(shí)的光路與所述光軸所成的角度設(shè)為θ 2，從所述發(fā)光元件射出的光中到達(dá)所述光控制出射面的最外緣部的光的角度θ 1設(shè)為θ Imax時(shí)，在0 < θ 1彡θ Imax的范圍內(nèi)，隨著θ 1的增加，θ 1 和θ 2的大小關(guān)系從θ 1 < θ 2逆轉(zhuǎn)為θ 1 > θ 2。
2.如權(quán)利要求1所述的光束控制部件，其中，所述入射面以及所述光控制出射面進(jìn)一步被形成為當(dāng)從所述發(fā)光元件的發(fā)光中心相對(duì)于所述光軸以角度θ 1射出的光，從所述光控制出射面射出后的光路與所述光軸所成的角度設(shè)為θ 3時(shí)，在0 < θ 1彡θ Imax的范圍內(nèi)，隨著θ 1的增加，θ 1和θ 3的大小關(guān)系從θ 1 < θ 3逆轉(zhuǎn)為θ 1 > θ 3。
3.如權(quán)利要求2所述的光束控制部件，其中，所述入射面以及所述光控制出射面進(jìn)一步被形成為滿足Δ θ 3/Δ θ 1 > 0的關(guān)系。
4.一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備發(fā)光元件和權(quán)利要求1 權(quán)利要求3所述的光束控制部件。
5.一種照明裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置和被從所述發(fā)光裝置射出的光照明的被照明部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及光束控制部件，不會(huì)發(fā)生操作所引起的損傷對(duì)被照射面的照明品質(zhì)產(chǎn)生不利影響的情況，還能夠提高光的利用效率。在光束控制部件(5)中，入射面(15)及光控制出射面(10)形成為當(dāng)從發(fā)光元件(4)的發(fā)光中心(14)相對(duì)于光軸L1以角度θ1射出的光，從入射面(15)入射到光束控制部件(5)并在光束控制部件(5)內(nèi)傳輸時(shí)的光路與光軸L1所成的角度設(shè)為θ2，從光控制出射面(10)射出時(shí)的光路和光軸L1所成的角度設(shè)為θ3，來(lái)自發(fā)光元件(4)的光中到達(dá)光控制出射面(10)的最外緣(19)的光所對(duì)應(yīng)的角度θ1設(shè)為θ1max時(shí)，在0＜θ1≤θ1max的范圍內(nèi)，隨著θ1的增加，θ1和θ2的大小關(guān)系從θ1＜θ2逆轉(zhuǎn)為θ1＞θ2，而θ1和θ3的大小關(guān)系從θ1＜θ3逆轉(zhuǎn)為θ1＞θ3。
文檔編號(hào)F21V5/04GK102213394SQ20111008235
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者吉田守, 柳澤一磨, 藤井悠生, 齊藤共啟 申請(qǐng)人:恩普樂(lè)股份有限公司